[发明专利]使用动态PET进行肝炎症分析

说明书

提供了一种用于确定与肝脏中的显像剂的动力学模型相关联的动力学参数的系统和方法。图像重构设备能够接收对应于预先确定的时间段的放射性示踪剂活动。例如，这些放射性示踪剂活动可包括对应于多个时间帧的PET扫描数据。放射性示踪剂活动可被用于确定肝脏时间活动曲线和循环输入函数。可与肝脏的动力学模型一同使用肝脏时间活动曲线和循环输入函数来生成动力学参数。这些动力学参数可被用于确定肝评分，诸如肝脂肪变性评分、肝炎症评分以及肝硬化评分。这些评分指示肝脏的疾病，包括非酒精性脂肪肝疾病、非酒精性脂肪肝炎以及肝纤维化。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月15日提交的美国临时专利申请第62/630,982号的优先权，该临时专利申请通过引用整体包含在此。

背景技术

非酒精性脂肪肝疾病(NAFLD)影响了30％的总体群体，并且是肝脏相关并发症和死亡的首要因素。当由于除了过量酗酒并且与胰岛素耐药性相关的因素而使得脂肪沉积至肝脏(脂肪变性)时，NAFLD发生。

非酒精性脂肪肝炎(NASH)是NAFLD的一种更为严重的形式。肝脏中的脂肪累积导致肝细胞(肝脏细胞)炎症和损伤。NASH除了导致肝癌和肝脏衰竭之外，还可后续导致肝硬化，在该状况下，肝脏由于肝脏瘢痕化(肝纤维化)而无法正常运作。5-10％的NAFLD患者(即，美国500万-1000万人)将患上Nash，并且与仅患有肝脂肪变性相比较，Nash与更高的肝脏相关死亡率相关联。

就NAFLD而言，标识NASH以及将NASH与NAFLD进行区分是患者管理的重要部分。当前尚无能够定量肝脏炎症的现有成像技术，而定量肝脏炎症对于NASH评估而言至关重要。当前用于标识肝细胞炎症的传统方法是肝脏活检(提取组织)，随后进行临床组织病理学(对提取的组织进行显微镜检查)。

然而，肝脏活检存在许多问题。该程序是有创的，并且可能导致活检部位疼痛、出血、感染或意外损伤身体中的其他器官。进一步地，临床组织病理学需要对组织进行处理，并且由专家病理学家进行分析。这就导致活检执行的时间与获取结果的时间之间存在较大延迟，在许多情况下，该延迟高达一周。取决于由程序医师采集的活检样本，结果可能显著不同，并且不同的病理学家的解读也可能导致结果显著不同，该结果也可能在恰当诊断中引入临床误差。

发明内容

实施例提供了用于使用示踪剂运输动力学成像(诸如，动态正电子发射断层扫描(PET))来评估肝脏炎症和相关联的状况的方法和系统。图像重构设备能够使用示踪剂运输动力学成像(可包括但不限于首过灌注成像)的结果来确定与肝脏中的显像剂的动力学模型相关联的动力学参数。图像重构设备能够基于动力学参数中的一个或多个生成肝评分，诸如表征患者的NASH的肝脏炎症评分。

实施例提供了一种用于表征肝脏炎症的新型基于成像的方法，与传统肝脏活检相比较，该方法更为安全快速。PET扫描作为一种示例性示踪剂运输动力学成像方法，它是一种无创程序，并且避免了可能在活检期间发生的许多并发症(例如，疼痛、出血、感染等)。此外，与临床组织病理学不同，实施例能够在执行PET扫描之后立即提供结果，而在活检的情况下可能一周后才有结果。

一个实施例涉及一种用于确定与肝脏中的显像剂的动力学模型相关联的一个或多个动力学参数的方法，该方法由图像重构设备执行。图像重构设备接收对应于预先确定的时间段的多个显像剂活动。图像重构设备基于多个显像剂活动确定肝脏时间活动曲线和循环输入函数。图像重构设备基于肝脏时间活动曲线和循环输入函数确定与肝脏中的显像剂的动力学模型相关联的一个或多个动力学参数。

另一实施例涉及一种包括图像重构设备的系统。图像重构设备包括处理器和耦合至该处理器的非瞬态计算机可读介质，该非瞬态计算机可读介质包括能能由处理器执行以用于执行上文提到的方法的代码。

下文进一步详细地描述了这些和其他实施例。

术语

在讨论特定实施例之前，需要对一些术语进行详细描述。